Слайд 12-я фаза метаболизма ксенобиотиков и эндогенных соединений
Глюкуронидация
Сульфонирование
Ацетилирование
Метилирование
Конъюгация с глютатионом (синтез меркаптуровой
кислоты)
Конъюгация с аминокислотами, такими как глицин, тауриновая, глютаминовая кислоты.
Слайд 2УДФ-глюкуронозил-трансфераза (UGT)
Слайд 3Реакции глюкуронидации
Кофактор
Слайд 4Синтез УДФ-глюкуроновой кислоты
Слайд 9Субстраты для UGTs
(UGTs; EC 2.4.1.17)
Эндогенные субстраты: билирубин, стероидные гормоны, тиреоидные
гормоны, желчные кислоты, жирорастворимые витамины.
Экзогенные субстраты: лекарства, химические канцерогены, загрязнители окружающей среды, компоненты диеты)
Слайд 15Регуляция экспрессии генов ферментов 2-й фазы
Слайд 18Факторы, определяющие индивидуальный фенотип UGT
Слайд 192. Сульфонирование
Судьфонируются соединения м.м. от
10 000 до 1 000
000 и выше. Метаболиты (сульфонаты) имеют рК 1,5 - остаются полностью ионизированными в биологических системах.
Сера в клетке существует в виде SO42-
Слайд 20Субстраты
Ксенобиотики
Гормоны
Глюкозоаминоглюканы и протеогликаны
Низкомолекулярные клеточные компоненты (катехоламины, иодотирозины, витамин С.
PAPS – уникальный донор SO3
-
Слайд 23PAPS-деградирующие ферменты
Содержание PAPS:
У крыс в печени и почках – до 160
и 50 нмоль/г ткани
В других органах – 20 нмоль/г ткани
У человека - 24 нмоль/г ткани
Слайд 24SULT в метаболизме ксенобиотиков
Слайд 25Схематичное изображение реакции сульфонирования, в результате которой образуются устойчивые соединения или
биологически активные побочные продукты, связывающиеся с нуклеиновыми кислотами и вызывающие повреждения ДНК
Слайд 26Структура SULT1A1 человека в комплексе с 3’-фосфоаденозин-5’-фосфат (PAP) и р-нитрофенолом
Слайд 27Взаимодействие SULT c канцерогенами
Слайд 29Регуляция экспрессии генов ферментов 2-й фазы
Слайд 31Номенклатура SULTs и аллельных вариантов
Слайд 34СУБСТРАТЫ ДЛЯ СУЛЬФОТРАНСФЕРАЗ (SULT) ЧЕЛОВЕКА
Слайд 36Ферментативная реакция, осуществляемая эстрогеновой сульфотрансферазой
Слайд 37Структура гена SULT1E1.
Черными прямоугольниками обозначены кодирующие участки, белыми – некодирующие.
Числа под номерами экзонов обозначают их длину в п.о.
Слайд 38Кристаллическая структура эстрогеновой сульфотрансферазы (SULT1E1)
Слайд 39Каталитический центр сульфотрансферазы
а) взаимодействие 5’-фосфатной группы PAPS с консервативными каталитическими остатками
в mSULT1E1.
b) механизм сульфонирования, предложенный на основе структуры
Слайд 40Ферментативная активность SULT1E1 и экспрессия мРНК в тканях человека. Уровень мРНК
и ферментативная активность SULT1E1 оценивались как отношение (%) к тем же величинам в печени
Слайд 42Роль UGTs и SULTs в метаболизме тиреоидных гормонов
Слайд 44Координированная регуляция сульфонирования PXR
Слайд 45Интегральная схема регуляции SULT
Слайд 46FXR и LXR в регуляции метаболизма ЭС
Слайд 50Пути биосинтеза стероидных гормонов из сульфонированных стероидов
Слайд 53STS в раковых тканях человека
Представлено среднее значение ± SD.
Каждый эксперимент
проводился трижды. Отличия значений с достоверностью: * - р < 0.01, ** - р < 0.05, *** - р < 0.1.
Слайд 543. Реакции, катализируемые глутатион S-трансферазами
ГSТ могут катализировать нуклеофильные производные ароматических соединений,
эпоксидов, восстановление гидропероксидов с образованием GSSG.
Транспортные системы, выводящие конъюгаты:
GS-X-насос (АТФ-зав.)
МОАТ (Множественный транспортер органических ионов
Dnp-GS (динитрофеноловый транспортер)
MRP (Гликопротеид Р)
Слайд 56Функции GSТs
Каталитическая
Лиганд-связывающая
Механизм МЛР (MDR)
ГSТs – 1. Цитозольные 2. Микросомальные
Это мультигенное суперсемейство.
Основные
классы: µ (M1-M5), α (A1-A4),
π, θ, κ, ω
Слайд 57Механизм реакции
Это димерные белки.
Активный центр содержит тирозин(A), серин (B) или цистеин
(C).
Они взаимодействуют с тиоловой группой GSH, понижая свою
рК до 6-7 (против нормы 9,0).
Слайд 60Функции GSH
1. Поставщик тиоловых групп
2. Защита тиолов белков от окисления в
дисульфиды
3. Участие в биосинтезе белков и НК
4. Защита ДНК от электрофилов (в ионизированной форме тиолата)
5. Защита от радикалов кислорода
6. Кофактор многих б/х реакций (гл.редуктаза и гл. пероксидаза)
Слайд 61Пример реакции конъюгации электрофильного гетероатома с глутатионом
Слайд 62GSТ в метаболизме бензо(а)пирена
Слайд 64Реакции, катализируемые глютатион-S-трансферазой
Слайд 65Классификация GSTs
Alpha/Mu/Pi classes
Theta class
Kappa class
Zeta class
Omega class
Sigma
class
Слайд 66Alpha-class GSTs
Выявлено по крайней мере 6 типов субъединиц: A1, A2, A3,
A4, A5 и A6 у крыс, A1- A4 у человека
Реакция стероидной изомеризации:
GSTA4: реакция с этакриновой кислотой, гидроперекисями липидов, 4-гидроксиалкенами
GSH пероксидазная активность
Слайд 67Mu-class GSTs
По крайней мере 6 субъединиц Mu-class (M1, M2, M3, M4,
M5 и M6 у крыс), 5 – у человека
У человека 4 аллельных вариантов GST M1. Частота «0» варианта – до 50% популяции
Слайд 68Конъюгация глютатиона с аминохромом, циклированный о-хинон допамина эффективно катализируется GST-M2-2
Слайд 69Реакции, катализируемые
GST-P
Изомеризация ретиноевой кислоты:
Слайд 70Реакция конъюгации этакриновой кислоты и глутатиона
Слайд 71GST theta class
7% гомологии с Alpha, Mu, Pi classes
Не взаимодействует с
1-chloro-2,4-dinitrobenzene
Имеет серин в каталитическом центре
У человека: (hGST T1-1 и hGST T2-2)
Слайд 72GST kappa class
В структуре белка нет SNAIL/TRAIL motif
Слайд 73GST omega class
Высокая активность по отношению к CDNB, 7- chloro-4-nitrobenzo-2-oxa-1,3-diazole, p-nitrophenyl
acetate.
Обладает тиол-трансферазной и дегидроаскорбат редуктазной активностями. Возможная `housekeeping' функция Omega-class GSTs – высвобождение S-тиоловых аддуктов, которые формируются на белках с GSH и цистеином в ответ на оксидативный стресс
Распространена во многих тканях человека
Слайд 74Функции GST sigma
Простагландин-синтаза:
Слайд 75Реакции, катализируемые GST zeta
Малеилацетоацетат изомераза:
Слайд 76Синтез цианидинов у растений (GSTP и GSTT)
Слайд 77Структуры GSTs
желтый – остатки тирозина или серина
красный - субстрат
Слайд 79Анти-канцерогенный эффект зеленого чая через AhR-GST/UGT путь
Слайд 804. Реакции ацетилирования
Ацетилирование соединений, содержащих амино-, гидроксил-сульфгидрильные группы.
N-Ацетилирование – основной
путь биотрансформации
Ар. Аминов, лекарств, содержащих гидразогруппу (R-NH-NH2), которые превращаются в ароматические амиды
(R-NH-COCH3) или гидразины (R-NH-NH-COCH3)
E-SH + КoA-COCH3 → E-S-COCH3 + КoA-SH
Слайд 87Взаимодействие NAT с субстратами
human NAT1 with (p-aminosalicylate) pAS in the active
site cleft and
human NAT2 with sulphamethazine
(SMZ) in the active site cleft. The single letter code is used for amino acids.
(After Wu et al., 2007)
Слайд 88Субстратная специфичность NAT1 и NAT2
aniline (ANL),
4-aminobenzoic acid (PABA),
4-aminosalicylic
acid (4AS),
5-aminosalicylic acid (5AS),
4-chloroaniline (CLA),
4-bromoaniline (BRA),
4-iodoaniline (IOA),
4-methoxyanline (ANS),
4-ethoxyaniline (EOA),
4-butoxyanline (BOA),
4-hexyloxyaniline (HOA),
4-phenoxyaniline (POA),
4-aminoveratrole (4AV),
2-aminofluorene (2AF),
4-aminobenzoyl-l-glutamate (pABGlu), sulphamethazine (SMZ), procainamide (PRO),
4-aminopyridine (APY),
Isoniazid (INH),
hydralazine (HDZ),
phenylhydrazine (PHZ)
Слайд 90Ацетилирование лекарств
Изониазид
Слайд 91Активация канцерогенов ацетилированием
Слайд 92Генетический полиморфизм NAT1 и NAT2
Слайд 94Формы эпоксидгидролаз (EH)
1. Холестериновая
2. Лейкотриеновая
3.Гипоксилиновая
4. Микросомальная (Метаболизм КСБ)
5. Растворимая (Метаболизм КСБ)
Слайд 97Активный центр sEH (А) и действие ингибитора диалкилмочевины (В)
Слайд 98ЭГ в синтезе лейкотриенов (В4 и С4)
Слайд 100Роль эпоксидгидролазы в метаболизме БП
Слайд 1026. Реакции конъюгации с аминокислотами
Слайд 107Реакции токсификации, катализируемые ферментами 2-й фазы
Слайд 108Полиморфные ферменты, метаболизирующие анти-раковые лекарства
Слайд 111Генетические и эпигенетические факторы в активности ферментов метаболизма лекарств
Слайд 112Метаболизм амитриптилина (антидепрессанта)
Слайд 113Фаза III. Транспортеры
(1) ATP binding cassette (ABC) семейство (около 300 белков)
ABCB1
(P-Glycoprotein, MDR1 или P-gp или MDR1)
ABCC1 (Multidrug Resistance Related Protein1, MRP1)
ABCC2 (Multidrug Resistance Related Protein2, MRP2)
ABCG2 (Breast Cancer Resistance Protein, BCRP)
(2) solute carrier (SLC) семейство (drug uptake транспортеры)
Organic Anion Transporter Polypeptides OATP
Organic Anion Transporter OAT
Organic Cation Transporter OСT
Peptide Transporter PEPTs
Слайд 115Локализация белков-траспортеров в печени и кишечнике человека
Слайд 116Топология гликопротеина Р
nucleotidebinding
domain (NBD)
transmembrane
domains (TMDs)
Слайд 118Антираковые лекарства и их транспортеры
Слайд 119мРНК транспортеров в раковых клетках
Слайд 120«Сложная» судьба лекарства в раковой клетке
Слайд 121Транспортеры гематоэнцефалического барьера
Слайд 122Субстраты, индукторы, ингибиторы MDR1